题目内容

【题目】已知:如图,在矩形ABCD中,AC是对角线,AB=6cm,BC=8cm.点P从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1cm/s,同时,点Q从点C出发,沿CB方向匀速运动,速度为2cm/s,过点Q作QM∥AB交AC于点M,连接PM,设运动时间为t(s)(0<t<4).解答下列问题:

(1)当t为何值时,∠CPM=90°;

(2)是否存在某一时刻t,使S四边形MQCP=?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;

(3)当t为何值时,点P在∠CAD的角平分线上.

【答案】(1)t=s时,∠CPM=90°;(2)t=3s时,S四边形MQCP=;(3)当t=s时,点P在∠CAD的平分线上.

【解析】

(1)首先证明QM=PC,利用平行线分线段成比例定理构建方程即可解决问题.
(2)根据S四边形MQCP=,构建方程即可解决问题.
(3)如图1中,作PH⊥AC于H.证明△PAD≌△PAH(AAS),推出AD=AH=8,DP=PH,设DP=PH=x,在Rt△PCH中,构建方程即可解决问题.

解:(1)∵四边形ABCD是矩形,

∴AB=CD=6,BC=AD=8,∠D=90°,

∴AC==10,

∵∠CPM=∠D=90°,

∴PM∥AD,

∵QM∥AB∥CD,

∴四边形PCQM是平行四边形,

∴PC=QM=6﹣t,

∵=,

∴=,

解得t=,

∴t=s时,∠CPM=90°.

(2)∵S四边形MQCP=,

∴(6﹣t)2t+2t×2t=×6×8,

解得t=3或﹣15(舍弃),

答:t=3s时,S四边形MQCP=.

(3)如图1中,作PH⊥AC于H.

∵∠D=∠AHP=90°,AP=AP,∠PAD=∠PAH,

∴△PAD≌△PAH(AAS),

∴AD=AH=8,DP=PH,设DP=PH=x,

∵AC=10,

∴CH=2,

在Rt△PCH中,∵PH2+CH2=PC2,

∴t2+22=(6﹣t)2,

解得t=,

答:当t=s时,点P在∠CAD的平分线上.

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